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Formgedächtnislegierungen auf der Basis von NiTi (Nitinol^®) weisen höchst interessante mechanische Eigenschaften auf, die zu verschiedenen Anwendungen in der klinischen Medizin geführt haben. Die beiden wesentlichen Eigenschaften sind die Superelastizität und der thermisch induzierte Formgedächtniseffekt. Letzterer bedeutet, dass sich das Material in abgekühltem Zustand verformen lässt und bei Wiedererwärmen auf Körpertemperatur wieder seine ursprüngliche Geometrie einnimmt. Dieses Phänomen kann für die unfallchirurgische oder orthopädische Anwendung genutzt werden, um ein entsprechendes Implantat in situ zu fixieren, oder um über einen additiven implantatassoziierten Kompressionsmechanismus Druck auf eine Fraktur oder Osteotomie ausüben zu können.

Im Rahmen der Präsentation soll ein Überblick über den aktuellen Stand der klinischen Anwendung von Formgedächtnislegierungen auf Nitinol®-Basis als Implantatwerkstoffe gegeben und zukünftige Anwendungsmöglichkeiten aufgezeigt werden. Verschiedene Möglichkeiten zur klinischen Anwendung von NiTi-Implantaten werden anhand von Behandlungsfällen vorgestellt, der Stand der Forschung wird beschrieben und künftige Anwendungsmöglichkeiten und Entwicklungen werden erläutert.

Nitinol^® ist als Material für die Herstellung von Osteosyntheseklammern, Zugankern, Formgedächtnisdrähten und die damit verbundene direkte Anwendung in situ prinzipiell geeignet. Porös strukturierte NiTi-Formkörper mit interkonnektierendem Porensystem sind als pressfit zu verankernde Implantate bei Fusionsoperationen an der Wirbelsäule geeignet und wurden weltweit bereits in über 500 Fällen ohne implantatassozierte Komplikationen klinisch angewandt. Darüber hinaus kann Nitinol^® zur Entwicklung von mechanotronischen Implantaten, die durch einen implementierten Teleskopaktuator bei der Distraktionsosteogenese zur Anwendung kommen können, eingesetzt werden. Dabei wird die Distraktion des Knochens über einen Ratschenmechanismus des Implantates vorgenommen, der durch den Nitinolaktuator gesteuert wird. Dieser wiederum wird über eine drahtlose niederfrequente Energieeinkoppelung mit Strom versorgt.

Implantate auf der Basis von NiTi-Legierungen eröffnen neue Möglichkeiten in der unfallchirurgischen und orthopädischen Anwendung und lassen in Zukunft weitere Innovationen im Bereich der Osteosynthesetechnik erwarten. Die Anwendung eines implantierbaren Steuerungselementes in Form eines Nitinolaktuators eröffnet neue Perspektiven hinsichtlich der Miniaturisierung in der Osteosynthesetechnik bei der Kallusdistraktion. Die Biokompatibilität des Materials Nitinol^® scheint bei Anwendung in situ gut zu sein, denn bisher sind Berichte über werkstoffbedingte Unverträglichkeitsreaktionen in der wissenschaftlichen Literatur nicht zu finden. Obwohl bekanntermaßen die Freisetzung von Nickel aus dem Implantatmaterial äußerst gering ist, besteht aber prinzipiell die Möglichkeit einer Allergisierung, so dass die generelle Anwendung des Materials nicht unproblematisch erscheint. Die Forschung konzentriert sich daher auch und insbesondere auf geeignete biokompatible Beschichtungen, die eine Allergisierung durch Nickelfreisetzung verhindern sollen.